浅析液压伺服系统工作原理及电气故障诊断

液压伺服系统

液压伺服系统是使系统的输出量，如位移、速度或力等，能自动地、快速而准确地跟随输入量的变化而变化，与此同时，输出功率被大幅度地放大。

液压伺服控制是复杂的液压控制方式。液压伺服系统是一种闭环液压控制系统。

液压伺服系统结构

输入元件给出输入信号，加于系统的输入端。

反馈测量元件测量系统的输出量，并转换成反馈信号。输入元件和反馈测量元件都可以是机械的，电气的,液压的或其组合。

比较元件将反馈信号与输入信号进行比较，产生偏差信号加于放大装置，该元件一般不单独存在。

液压伺服系统原理图

下图示为一液压伺服系统原理图，Xi为阀芯位移(做为系统的输入量)，Xp缸体位移(做为系统的输出量)，系统中阀体和缸体作成一体,构成反馈连接。

系统中输出位移能够精确地复现输入位移的变化，同时它输入的机械量转换成很大的输出力，因此也是一个功率放大装置。

液压伺服系统工作原理

如下所示是一个简单的液压伺服系统原理图。

液压泵4是系统的能源，它以恒定的压力向系统供油，供油压力由溢流阀3调定。 四通滑阀1是一个转换放大元件(伺服阀)，把输入的机械信号(位移或速度)转换成液压信号(流量或压力) 并放大输出至液压缸3。 液压缸作为执行元件，输入压力油的流量，输出运动速度(或位移)，从而带动负载移动。 四通滑阀和液压缸制成一个整体，构成了反馈连接。

当滑阀处于中间位置时，阀的四个窗口均关闭，阀没有流量输出，液压缸2不动，系统处于静止状态。给滑阀一个向右的输入位移Xi，则窗口a 、b便有一个相应的开口量 Xv=Xi ，液压油经窗口a进入液压缸右腔，左腔油液经窗口b排出，缸体右移Xp，由于缸体和阀体是一体的，因此阀体也右移Xp。因滑阀受输入端制约，则阀的开口量减小，直到Xp=Xi，即Xv=0，阀的输出流量等于零，缸体才停止运动，处于一个新的平衡位置上，从而完成了液压缸输出位移对滑阀输入位移的跟随运动 。如果滑阀反向运动，液压缸也反向跟随运动。

在该系统中，输出位移Xp之所以能够精确地复现输入位移 Xi 的变化，是因为缸体和阀体是一个整体，构成了闭环控制系统.在控制过程中，液压缸的输出位移能够连接不断地回输到阀体上，与滑阀的输入位移相比较，得出两者之间的位置偏差，即滑阀的开口量。因此，压力油就要进入并驱动液压缸运动，使阀的开口量(偏差)减小，直至输出位移与输入位移相一致时为止。液压伺服系统的工作原理用如图所示的方块图来表示：

液压伺服系统的基本工作原理就是利用液压流体动力的闭环控制 ，即利用反馈连接得到偏差信号 ，再利用偏差信号去控制液压能源输入到系统的能量，使系统向着减小偏差的方向变化，从而使系统的实际输出与希望值相符。

液压伺服系统电气故障诊断方法

当前，液压系统故障诊断是比较难得技术问题，故障表现往往是多种多样的，如何排除液压系统电气故障，这里给大家分享一些办法。

1. 首先深入现场全面了解故障状况，向操作人员询问设备出现故障前后的工作状况和异常现象，了解过去是否发生过类似情况及处理经过。

打桩机液压系统(图片来源：网络)

2. 现场操作观察如果设备仍能动作，并且带病动作不会使故障范围扩大，应当起动设备，操作有关控制机构，观察故障现象及各参数状态的变化，与操作人员提供的情况联系起来进行比较和分析。

3. 查阅技术资料对照本次故障现象，查阅《液压系统工作原理图》(如上文分享)以及《电气控制原理图》，弄清液压系统的构成、故障所在的部位及相关部分的工作原理、液压元件的结构性能及其在伺服系统中的作用以及安装位置。

普通折弯机液压系统(图片来源：网络)

同时，查阅设备技术档案，看过去是否发生过同类或类似现象的故障，是否发生过与本次故障可能相关联的故障，以及处理的情况，以帮助故障判断。

4. 确诊故障根据工作原理，结合调查了解和自己观察到的现象，作出一个初步的故障判断，然后根据这个判断进行一步的检查与试验，肯定或修正这个判断，直至最后将故障确诊。

5. 修理实施阶段应根据实际情况，本着“先外后内，先调后拆”的原则，制订出修理工作的具体措施和步骤，有条不紊地进行修理。

6. 总结经验故障排除后，总结有益的经验和方法，找出防止故障发生的改进措施。

7. 记载归档将本次伺服液压系统故障的发生、判断、排除或修理的全过程详细记载后归入设备技术档案备查。